מספרי קוונטים ומשמעות הפיזי שלהם

דברים רבים במכניקה הקוונטית הם מעבר ליכולת הבנה, הרבה נראה פנטסטי. כנ"ל לגבי מספרי הקוונטים, שמהותם הוא מסתורי היום. המאמר מתאר את הרעיון, סוגים ועקרונות כלליים של עבודה איתם.

מאפיינים כלליים

מספרי קוונטים שלמים או חצי שלם של כמויות הפיזיות נקבעים כל ערכים דיסקרטיים אפשריים באפיון מערכת קוונטית (מולקולה, אטום, גרעין) ואת החלקיקים היסודיים. השימוש שלהם קשור באופן הדוק לקיומו של קבוע פלאנק. דיסקרטי, המתרחש בתהליכי מיקרוקוסמוס לשקף את מספרי הקוונטים ומשמעות הפיזי שלהם. הם הוצגו לראשונה כדי לתאר את דפוסי ספקטרום אטומי. אבל המשמעות הפיסית והערכים בודדים דיסקרטיים נמסרו רק במכניקת קוונטים.
סט המגדירה באופן ממצה את מצב המערכת נקרא שלם. כל המדינות אחראיות הערכים האפשריים של קבוצה זו ליצור מערכת שלמה של מדינות. מספרי הקוונטים בכימיה עם דרגות חופש של אלקטרון לקבוע את מעמדה תלת ממדי ואת המעלות הפנימיות של חופש - ספין.

תצורות של אטומים ואלקטרונים

בשנת אטום ממוקם גרעין ואלקטרונים, מה שמאלץ מעשה בין טבע אלקטרוסטטית. האנרגיה תגדל ככל שהמרחק פוחת בין הגרעין לבין האלקטרון. הוא האמין כי האנרגיה הפוטנציאלית שווה אפס אם הוא מוסר מן הליבה היא אינסופית. מצב זה משמש כנקודת התייחסות. לפיכך הוחלט כי האנרגיה היחסית של אלקטרון.

אלקטרוני פגז הוא הסט של רמות אנרגיה. השתייכות לאחד מהם זה בא לידי ביטוי n מספר הקוונטים המנהל.

מספר העליון

זה מתייחס לרמת אנרגיה ספציפית עם סט של אורביטלים בעלי ערכים דומים מורכבת מספרים טבעיים: n = 1, 2, 3, 4, 5 ... כאשר אלקטרון עובר משלב אחד למשנו משתנה מספר הקוונטים המנהל. זכור כי לא כל הרמות מלאות אלקטרונים. בעת מילוי הקליפה של אטום, ליישם את עקרון האנרגיה המינימלית. מצבו במקרה זה נקרא מדינת unexcited או קרקע.

מספר הקפה

בכל רמה יש אורביטלים. אלה שיש להם אנרגיה דומה מהווים את השכבה תת. משימה זו מבוצעת באמצעות מסלולית (או כפי שהוא נקרא - הצד) של L מספר קוונטים, אשר לוקח את הערכים השלמים מאפס עד n - 1. מאז האלקטרון בעל קרן מספר קוונטים מסלולית n, ו- l, שתהיה מעת l = 0 וכלה l = n - 1.

זה מראה את האופי של התנועה ואת רמת האנרגיה תת המקבילה. כאשר L = 0 וכל הערכים של n, ענן האלקטרונים יהיו צורה כדורית. הרדיוס שלו הוא ביחס ישר n. כאשר L = 1 ענן אלקטרונים ייקח בצורת אינסוף או שמונה. The L ככל שהערך גבוה יותר, בצורה יהפוך לקשה יותר, ואת האנרגיה אלקטרון - לגדול.

מספר מגנטי

מיליליטר הוא השלכה של מסלולית (צד) של התנע הזוויתי בכל כיוון שדה מגנטי בפרט. זה מראה את הכיוון המרחבי של האורביטלים שבהם מספר l שווים. Ml עשוי להיות ערכים שונים 2L + 1 מ -l כדי l +.
מספר קוונטים המגנטיים אחר נקרא ספין - MS, המהווה את התנע הזוויתי הפנימי של התנועה. כדי להבין זאת, אפשר לדמיין את הסיבוב של האלקטרון כביכול, על צירו. גב עשוי להיות -1/2, +1/2, 1.
באופן כללי, עבור כל ערך מוחלט של s = ספין אלקטרון 1/2, ו- MS היא ההשלכה על הציר.

פאולי עיקרון באטום לא יכול להיות שני אלקטרונים עם 4 מספרי קוונטיים דומים. לפחות אחד מהם חייב להיות שונה.
הידור כלל נוסחאות אטומים.

1. העיקרון של אנרגיה מינימלית. לדבריו, ראשון למלא רמות רמות משנה כי הם קרובים לליבה, בהתאם לכללים Klechkovskii.
2. העמדה המציין חבר כמו אלקטרונים מופצים ברמות האנרגיה sublevels:

• מספר תואם למספר האטום מהטעינה של אלקטרונים;
• מספר תקופתי תואם למספר רמות אנרגיה;
• מספר קבוצה תואם למספר של אלקטרונים ערכיים ב האטום;
• תת קבוצה מציגה ההפצה שלהם.

חלקיקים וגרעינים יסודיים

מספרי הקוונטים בפיזיקה של חלקיקים אלמנטריים הם המאפיינים הפנימיים שלהם, הקובעים את האינטראקציות ודפוסים טרנספורמציות. מלבד ספין ים, Q מטען חשמלי זה, אשר כל החלקיקים היסודיים הוא אפס או מספר שלם, חיובי או שלילי; B באריון (ב חלקיק - אפס או אחד האנטי-חלקיקים - אפס או מינוס אחד); חיובים לפטון שבו אפס Le ו- LM, אחדות, ובשנת האנטי-חלקיקים - אפס ומינוס אחד; איזוטופ עם שלם ספין או מספר חצי שלם; S ואחרים זרות. כל מספרי קוונטים אלה חלים הם חלקיקים יסודיים ועל גרעין אטום.
באופן כללי, הם נקראים כמויות פיסיות הקובעות את תנועת החלקיקים או המערכת נשמרות. עם זאת, אין זה הכרחי כי הם שייכים לספקטרום הדיסקרטי של כל הערכים האפשריים.